(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定値を検出、伝送および評価するための回路装置であって、
該回路装置は、測定値検出部（１）、測定値評価部（２）および測定値検出部（１）と測定値評価部（２）との間の接続部（５）を有しており、
該接続部（５）は、往路線路（３）および復路線路（４）だけからなり、
前記測定値検出部（１）は、測定値検出器（６）と、測定変換器回路（７）と、測定変換器回路（７）に前置接続されたスイッチングレギュレータ（８）と、該スイッチングレギュレータ（８）に前置接続された電流調整器（９）とを有しており、
前記測定値評価部（２）は、電圧源（１０）と、評価回路（１１）とを有しており、
前記スイッチングレギュレータ（８）により、一定の動作電圧が測定変換器回路（７）に供給され、
前記電流調整器（９）は、測定変換器回路（７）によって制御されて、測定値を表しかつ往路線路および復路線路を流れる測定値給電電流を調整する形式の回路装置において、
前記のスイッチングレギュレータ（８）の入力側に並列にコンデンサ（１６）が配置されており、
前記測定変換器回路（７）の入力電流が制御可能でありかつ当該入力電流を制御し、測定変換器回路（７）の入力電流を一時的に低減することによって、電流調整器（９）を流れる電流がスイッチングレギュレータ（８）を流れる電流よりも大きくなるようにし、当該の電流の差分を介してコンデンサ（１６）を充電することによってスイッチングレギュレータ（８）の１次側の電圧を上昇させ、
スイッチングレギュレータ（８）の電圧が最大許容値に達した場合、すなわち、電流調整器（９）が動作可能な最小の電圧降下に電流調整器（９）における電圧降下が低減した場合に測定変換器回路（７）の入力電流を再び増大させて、電流調整器（９）を流れる電流と、スイッチングレギュレータ（８）を流れる電流とが同じになるようにし、
さらに前記の測定変換器回路（７）によって制御される第２電流調整器（１７）が設けられており、
該第２電流調整機器（１７）の入力側は前記の第１電流調整器（９）の入力側に、また第２電流調整機器（１７）の出力側は前記復路線路（４）に接続されていることを特徴とする、
測定値を検出、伝送および評価するための回路装置。
【請求項２】
前記の測変換器回路（７）は、その入力電流を制御するためにパラメトライズ可能である、
請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記の測変換器回路（７）は、前記の第２電流調整器（１７）を制御するためにパラメトライズ可能である、
請求項１または２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記の測変換器回路（７）は、その入力電流を制御するためおよび前記の第２電流調整器（１７）を制御するためにパラメトライズ可能である、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項５】
前記のパラメトライズは、前記の電圧源（１０）の電圧を介して行われる、
請求項２から４までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項６】
前記のパラメトライズは、測定値評価部（２）の抵抗（１２，１３）を介して行われる、
請求項２から４までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項７】
前記のパラメトライズは、前記の往路線路（３）および復路線路（４）の抵抗（１４，１５）を介して行われる、
請求項２から４までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項８】
前記のパラメトライズは、前記のスイッチングレギュレータ（８）の入力側に並列接続されたコンデンサ（１６）のキャパシタンスを介して行われる、
請求項２から４までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項９】
前記の測定変換器回路（７）の入力電流を制御するため、前記の第１電流調整器（９）における電圧降下が測定変換器回路（７）に導かれる、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１０】
前記の第２電流調整器（１７）を制御するため、前記の第１電流調整器（９）における電圧降下が測定変換器回路（７）に導かれる、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１１】
前記の測定変換器回路（７）の入力電流を制御するためおよび第２電流調整器（１７）を制御するため、前記の第１電流調整器（９）における電圧降下が測定変換器回路（７）に導かれる、
請求項９または１０に記載の回路装置。
【請求項１２】
前記の第１電流調整器（９）における電圧降下がＡ／Ｄ変換器を介して測定変換器回路（７）に導かれる、
請求項９から１１までのいずれか１項に記載の回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、測定値を検出、伝送および評価するための回路装置に関し、ここでこの回路装置は測定値検出部、測定値評価部、およびこの測定値検出部と測定値評価部との間の、往路線路と復路線路とだけからなる接続部を有している。測定値検出部は、測定値検出器と、測定変換器回路と、この測定変換器回路に前置接続されたスイッチングレギュレータと、このスイッチングレギュレータに前置接続された電流調整器とを有する。測定値評価部は電圧源と、評価回路とを有しており、スイッチングレギュレータは一定の動作電圧を測定変換器回路に対して供給し、電流調整器は、測定変換器回路に制御されて、往路線路および復路線路を介して流れる、測定値を表す測定値および給電電流を調整する。
【０００２】
話題の形式の回路装置は数多く知られている（例えばドイツ特許第３９３４００７号明細書、欧州特許第０７４４７２４号公報およびドイツ特許第１９７２３６４５号公報参照）。これらの回路装置に対して重要であるのは、測定値検出部と測定値評価回路部との間の接続部が２つの線路だけからなり、かつこれらの２つの線路を介して、測定値を表すと共に測定値検出部の電力供給にも使用される電流が流れることである。したがってこれら２つの線路を介して流れる電流を、冒頭において測定値および給電電流と称したのである。
【０００３】
話題の形式の回路装置は、測定値評価部にある電圧源が直流電圧源であるように、したがって測定値および給電電流が直流であるように構想および設計されることが多い。これらの回路装置はつぎのように構想および設計されることも多い。すなわち測定値および給電電流が、下限値すなわち４ｍＡと、上限値すなわち２０ｍＡとの間で測定値を表すように、したがって４ｍＡの下限値が最小の測定値を、また２０ｍＡの上限値が最大の測定値を表すように構想および設計されることも多いのである（ドイツ特許第３９３４００７号明細書の第２頁の第１９〜２４行参照）。
【０００４】
以下では、話題の回路装置は、測定値評価部に設けられた電圧源が直流電圧源であり、したがって測定値および給電電圧が直流である回路装置であることをつねに前提にする。このことは、すでに冒頭に測定値検出部と測定値評価との間の接続部が、往路線路および復路線路からなると記載した理由でもある。以下ではつねに技術的な電流方向を前提とし、すなわち直流電圧源に接続された電流回路では直流が直流電圧源の正極からこの電流回路を介して直流電圧源の負極に流れるとする。
【０００５】
先におよび以下で測定値検出部と称した、話題の回路装置の部分は、送信局（ドイツ特許第３９３４００７号明細書参照）または検出箇所（欧州特許第０７４４７２４号公報およびドイツ特許第１９７２３６４５号公報参照）とも称され、これに対してここでこの回路装置の測定値評価部と称される部分は、受信局（ドイツ特許第３９３４００７号明細書参照）とも、または受信箇所（欧州特許第０７４４７２４号公報およびドイツ特許第１９７２３６４５号公報参照）とも称される。ここで使用する用語における、往路線路および復路線路からなる、測定値検出部と測定値評価部との間の接続部は、２線線路とも称される（ドイツ特許第３９３４００７号明細書、欧州特許第０７４４７２４号公報およびドイツ特許第１９７２３６４５号公報参照）。
【０００６】
話題の回路装置では、（測定値を表す）測定値電流は（すでに述べたように通例４ｍＡと２０ｍＡとの間にある）、測定値検出部に対する給電電流でもあるため、測定値検出部に供給される電力は、測定値および給電電流の下限値によって、したがって通例４ｍＡによって制限されてしまう。このことは問題であることが多い（ドイツ特許第３９３４００７号明細書の第２頁の第２５〜４２行参照）。
【０００７】
話題の回路装置では、測定変換器回路（この回路はこれに所属する測定値検出器を有する）が、実際の機能に最も重要な部分である。この測定変換器回路に供給される電力に測定変換器回路のＳ／Ｎ比および動特性が依存するため、本発明の課題は、この測定変換器回路に供給される電力を最適化することである。
【０００８】
本発明によれば上記の課題は、冒頭に記載した形式の回路装置において、測定変換器回路の入力電流が制御可能であり、かつこの入力電流を、電流調整器の両端における電圧降下ができる限り小さくなるように制御することによって実質的に解決される。この手段によって本発明の課題が解決されることおよびその理由を以下、図面に基づいて詳しく説明する。図面において、
図１は、本発明の回路装置の第１実施例を示しており、
図２は、本発明の回路装置の第２実施例を示しており、
図３〜６は、本発明をさらに説明する線図を示している。
【０００９】
図１および２に示した回路装置は、測定値の検出、伝送および評価用の、かつ有利な回路装置であり、その基本的な構成は、測定値検出部１、測定値評価部２、および測定検出部１と測定値評価部２との間の（往路線路３および復路線路４だけからなる）接続部５からなる。
【００１０】
図１および２に示したように測定値検出部１には、概略的にだけ示した測定値検出器６と、測定変換器回路７と、測定変換器回路７に前置接続されたスイッチングレギュレータ８と、スイッチングレギュレータ８に前置接続された電流調整器９とが所属している。測定値評価部２には、電圧源１０と評価回路１１が所属している。図示の実施例ではさらに２つの抵抗１２，１３が設けられている。評価回路１１は抵抗１３に並列している。したがって評価回路１１に、抵抗１３に発生する、測定値および給電電流に比例する電圧降下が供給される。
【００１１】
スイッチングレギュレータ８は（少なくとも実質的に）一定の動作電圧を測定変換器回路７に供給する。（スイッチングレギュレータが何であり、かつこれがどのように動作するかについては、ドイツ特許第３９３４００７号明細書の第３頁第６４行〜第４頁第４５ならびにTietze Schenk著の"Halbleiter-Schaltungstechnik"，第１０版、Springer-Verlag，第１８．５節"Schaltnetzgeraete"，第１８．６節"Sekundaer getaktete Schaltregler"および第１８．７節"Primaer getaktete Schaltregler"，第５６５〜５８６頁および"Lexikon Elektronik und Mikroelektronik" VDI-Verlag，第７３３頁を参照されたい）。以下ではつねに理想のスイッチングレギュレータを、すなわち損失電力がなくかつ出力電圧が一定であるスイッチングレギュレータを前提にする。
【００１２】
電流調整器９は測定変換器回路７によって制御される。電流調整器９によって、往路線路３および復路線路４を介して流れる、測定値を表す測定値および給電電流が調整される。（この実施例において電流調整器によって示した回路部分は、例えば欧州特許第０７４４７２４号公報においてもドイツ特許第１９７２３６４５号公報においても制御可能な電流源とも称される。電流調整器という表現の代わりに電流制御器という表現も使用される）。
【００１３】
説明する図示の回路装置では、電圧源１０、抵抗１２，往路線路３、電流調整器９、スイッチングレギュレータ８の１次側、復路線路４および抵抗１３は直列接続されており、これらは第１電流回路を形成している。スイッチングレギュレータ８の２次側および測定変換器回路７は第２電流回路を形成している。
【００１４】
図１および２にはさらに、往路線路３の抵抗を実現する抵抗１４と、復路線路４の抵抗を実現する抵抗１５とが示されている。
【００１５】
以下では
Ｕ１で電圧源１０の電圧を、
Ｕ２で、測定値評価部２と測定値検出部１との間の、往路線路３および復路線路４からなる接続部５の「入力側」における電圧を、
Ｕ３で測定値検出部１の入力側における電圧を、
Ｕ４でスイッチングレギュレータの入力側における電圧を、
Ｕ５で、測定変換器回路７の入力側における電圧に等しい、スイッチングレギュレータ８の出力側における電圧を、
Ｉ１で測定値評価部２を流れる電流を、
Ｉ２で、往路線路３および復路線路４を介して流れる電流を、
Ｉ３で測定値検出部１を流れる電流を、
Ｉ４で、１次側においてスイッチングレギュレータ８を流れる電流を、
Ｉ５で、２次側においてスイッチングレギュレータ８および測定変換器回路７を流れる電流を示す。
【００１６】
このように決めることによって以下が成り立つ：
測定値評価部２の電圧源１０が給電する電力Ｐ１はつぎの等式によって得られる：
Ｐ１＝Ｕ１・Ｉ１                                            数式１
抵抗１２の値をＲ１２、抵抗１３の値をＲ１３とすると、測定値評価部２内での損失電力ＰV,1に対してつぎが成り立つ：
ＰＶ，１＝Ｉ１２・（Ｒ１２+Ｒ１３）                              数式２
往路線路３の抵抗１４の値をＲ１４、復路線路４の抵抗１５の値をＲ１５とすると、測定値評価部２と測定値検出部１との間の接続部５の損失電力ＰＶ，２に対してつぎが成り立つ：
ＰＶ，２＝Ｉ２２・（Ｒ１４+Ｒ１５）                              数式３
測定値検出部１に供給される電力Ｐ３は、電圧源１０の電圧Ｕ１、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４およびＲ１５，ならびに目下の測定値および給電電流によって与えられ、Ｐ３に対してつぎが成り立つ：
Ｐ３＝Ｐ１−ＰＶ，１−ＰＶ，２＝Ｕ３・Ｉ３                        数式４
測定値検出部１における電圧Ｕ３に対してつぎが成り立つ：
Ｕ３＝Ｕ１−Ｉ１・（Ｒ１２＋Ｒ１３）−Ｉ２・（Ｒ１４＋Ｒ１５）      数式５
図１および２が示すように、さらに電流Ｉ３，Ｉ２およびＩ１に対してつぎが成り立つ：
Ｉ３＝Ｉ２＝Ｉ１                                            数式６
したがって測定値検出部１の電圧Ｕ３に対してつぎが成り立つ：
Ｕ３＝Ｕ１−Ｉ３・（Ｒ１２＋Ｒ１３＋Ｒ１４＋Ｒ１５）              数式７
測定値検出部１に供給される電力Ｐ３に対してつぎが成り立つ：
Ｐ３＝Ｕ１・Ｉ３−Ｉ３２・（Ｒ１２＋Ｒ１３＋Ｒ１４＋Ｒ１５）        数式８
したがって測定値検出部１に供給される電力Ｐ３は、測定値、すなわち測定値および給電電流Ｉ３に依存する。測定値が小さい場合、すなわち測定値および給電電流Ｉ３が例えば４ｍＡの場合には、測定値が大きい場合、すなわち測定値および給電電流Ｉ３が例えば２０ｍＡの場合よりも、供給される電力が少ない。ここで本発明では、測定値検出部１に供給される電力Ｐ３ができる限り大きな割合で測定変換器回路７に供給されるようにする。これはつぎのように行われる：
電流調整器９に対してつぎが成り立つ：
Ｉ３＝Ｉ４                                                数式９
かつ
Ｕ３＞Ｕ４                                              数式１０
電流調整器９における損失電力ＰＶ，３に対してつぎが成り立つ：
ＰＶ，３＝Ｉ３・Ｕ３−Ｉ４・Ｕ４＝Ｉ３・（Ｕ３−Ｕ４）          数式１１
スイッチングレギュレータ８では損失電力がないことを前提としたため、スイッチングレギュレータ８において、入力側の電力Ｐ４と、測定変換器回路７に供給される出力側の電力Ｐ５とに対してつぎが成り立つ：
Ｐ４＝Ｕ４・Ｉ４＝Ｐ５＝Ｕ５・Ｉ５                          数式１２
測定変換器回路７に給電される電力Ｐ５を考察すると、つぎが成り立つ：
Ｐ５＝Ｐ３−Ｉ３・（Ｕ３−Ｕ４）＝Ｐ３−Ｉ３・Ｕ３＋Ｉ３・Ｕ４  数式１３
数式１３が示しているのは、測定変換器回路７に給電される電力Ｐ５が、できる限り高い電圧Ｕ４によって最適化できることである。電圧Ｕ４は電圧Ｕ３よりも高くなることができないため、電圧Ｕ３と電圧Ｕ４との差分はできる限り小さくなければならない。「できる限り小さい」（「０」ではない）とは、電流調整器９が機能的に電圧Ｕ３と電圧Ｕ４との間の最小の差分を必要とし、これによりｋの電流調整器が測定変換器回路７によって制御されて、測定値を表す測定値および給電電流Ｉ３を調整できることである。
【００１７】
前提によりスイッチングレギュレータ８では損失電力がなく、１次側電力Ｐ４が２次側電力Ｐ５に等しいため、スイッチングレギュレータ８の１次側電流Ｉ４が定常状態に設定されているため、すなわちこれが測定変換器回路７によって設定される測定値および給電電流Ｉ３に等しいため、およびスイッチングレギュレータ８の２次側電圧Ｕ５が一定であるため、測定変換器回路７の入力電流の一時的な減少、すなわち測定変換器回路７と、２次側においてスイッチングレギュレータ８とを流れる電流Ｉ５の一時的な減少は、スイッチングレギュレータ８の１次側の電圧Ｕ４の上昇に結びつく。それは電流Ｉ４よりも大きい電流Ｉ３は、スイッチングレギュレータ８によって消費され得ないからである。電流Ｉ３とＩ４との差分を介して（すなわちＩ３−Ｉ４＞０）、仮想的なキャパシタンスが充電され、電圧Ｕ４が上昇する。電圧Ｕ４が所望の大きさ（できる限り大きい）に達すると直ちに、測定変換器回路７の入力電流は、電流Ｉ３が電流Ｉ４に等しくなるように再び増大しなけらばならない。しかしここでは電圧Ｕ４は以前よりも大きいため、ここでは電力Ｐ４＝Ｕ４・Ｉ４も以前よりも大きい。スイッチングレギュレータ８の出力側における電圧Ｕ５は一定であるため、電流Ｉ５も以前よりも大きくなり、したがって測定変換器回路７に供給される電力Ｐ５＝Ｕ５・Ｉ５も大きくなる。これによって示されたのは、本発明の手段が測定変換器回路７に供給される電力Ｐ５を最適化することであり、ここでこの手段は、測定変換器回路７の入力電流を制御して、電流調整器９の両端における電圧降下、すなわち電圧Ｕ３と電圧Ｕ４との差分をできる限り小さくなるようにする。
【００１８】
図１および２に図示した実施例で示されたのは、スイッチングレギュレータ８が入力側にコンデンサ１６を有することである。このようなスイッチングレギュレータ８は、例えばLinea Technology社のスイッチングレギュレータＬＴ１１７６−５である。このコンデンサ１６によって電圧Ｕ４の制御が簡単になる。それはこれによって電圧Ｕ４の変化速度をＩ４とは異なるＩ３の調整時に大きく低減することができるからである。
【００１９】
図１および２に示した実施例に対して当てはまるようにスイッチングレギュレータ８の入力側にコンデンサ１６が設けられている場合、測定値および給電電流Ｉ３を測定値に比例して調整できない動作状態になることがある。
【００２０】
小さな測定値、したがって例えば４ｍＡの小さな測定値および給電電流Ｉ３を前提にすると、比較的大きな値が電圧Ｕ４に対して調整される。それは電圧Ｕ３も比較的大きいからである。その理由は抵抗１２，１３，１４および１５における電圧降下が比較的小さいからである。ここで比較的大きな測定値が跳躍的に発生し、したがって比較的大きな測定値および給電電流Ｉ３、例えば２０mＡを調整しなければならない場合、これはコンデンサ１６にバッファリングされた電圧Ｕ４が、電圧Ｕ３よりも高い場合には不可能であり、ここでこの電圧Ｕ３は抵抗１２，１３，１４および１５における比較的高い電圧降下に起因して発生してしまったものである。電流調整器９は電圧Ｕ３が電圧Ｕ４よりも高い場合にだけ動作可能であるため、大きな測定値に相応する２０ｍＡの測定値および給電電流Ｉ３を調整することはできない。
【００２１】
先に示した問題を解決するために図２に示した、本発明の回路装置の実施例では、測定変換器回路７によって制御され、必要なときにのみ起動される第２電流調整器１７が設けられている。電流調整器１７の入力側は、第１電流調整９の入力側に、またその出力側は復路線路４に接続されている。この実施例では、測定値に比例すべきである測定値および給電電流Ｉ３は、第１電流調整器９を介する電流Ｉ４と、第２電流調整器１７を介する電流Ｉ６とから構成される。したがって先に示した動作状態においても、要求される測定値および給電電流Ｉ３を調整することができる。
【００２２】
先に説明した、図２に示した本発明の回路装置の例では、第２電流調整器１７を介する電流Ｉ６は、測定変換器回路７に対する電力Ｐ５に寄与しない。すなわち第２電流調整器１７を介するこの電流Ｉ６は基本的に不所望である。したがって図２の実施例では、ここで付加的に設けられた第２電流調整器１７を「必要がある時に」だけ起動する。すなわち先に示した問題がある場合にだけ起動する。
【００２３】
この他に図１および２に示していないが、測定変換器回路７は、入力電流を制御するためおよび／または第２電流調整器１７を制御するためにパラメトライズすることができる。これは、例えば電圧源１０の電圧Ｕ１を介して、および／または測定値評価部２の抵抗１２と１３とを介して、および／または往路線路３および／または復路線路４の抵抗１４，１５を介して、および／またはスイッチングレギュレータ８の入力側に並列接続されたコンデンサ１６のキャパシタンスを介して行われる。また、第１電流調整器９の両端での電圧降下を、例えば図示しないＡ／Ｄ変換器を介して、測定変換器回路７の入力電流を制御するため、および／または第２電流調整器１７を制御するために、測定変換器回路７に導くことも可能である。
【００２４】
本発明を再度、図３〜６の線図に基づいて説明する。
【００２５】
まず、測定値検出部１の入力側における電圧Ｕ３、すなわち電流制御器９の入力側における電圧Ｕ３を観察する。これは、電圧源１０の電圧Ｕ１と、抵抗１２，１３，１４および１５の和と、測定値検出部１を流れる電流Ｉ３とに依存する。実践的には測定値評価部２が異なり、測定値検出部１と測定値評価部２との間の接続部５が異なれば、極めて様々な特性が得られる。これは測定値検出部１を出荷する際には分からない。したがって測定値検出部１はそれ自体で、その時々の状況に自動的に適合化しなければならない。
【００２６】
図３には特性曲線が示されており、これは電流制御器９の入力側における電圧Ｕ３が、測定値検出部１を流れる電流Ｉ３に依存して示されており、ここで、
特性曲線ａでは電圧Ｕ１が２４Ｖ、接続部５の抵抗が３００Ωであり、
特性曲線ｂでは電圧Ｕ１が２４Ｖ、接続部５の抵抗が５０Ωであり、
特性曲線ｃでは電圧Ｕ１が１７Ｖ、接続部５の抵抗が５０Ωであるとしている。
【００２７】
特性曲線ａ（電圧Ｕ１については２４Ｖであり、接続部の抵抗については３００Ωである）は、殊に広く使用されている。それはこの特性曲線が、防爆における本質安全性の要求に相応しいからである。
【００２８】
理想的には電流制御器９の出力側における電圧Ｕ４は、電流制御器９の入力側における電圧Ｕ３よりも１ボルトだけ低い。相応する特性曲線ｄが図４に（図３の特性曲線ａと共に）示されている。
【００２９】
電流制御器９も必須である。それは測定変換器回路７を流れる電流Ｉ５を、測定値を表す電流Ｉ３に必要なほど精確に制御することはできないからである。
【００３０】
すでに説明したように電流調整器９は測定変換器回路７によって制御され、これによってこの電流調整器は、接続部５を介して流れる、測定値を表す測定値および給電電流、すなわち電流Ｉ３を調整する。このために測定変換器回路７は、詳しく図示していないマイクロコントローラ１８を有しており、これも測定値検出部１を流れる電流Ｉ３によって給電される。
【００３１】
本発明の回路装置は、全く異なる多数の測定値検出器６に対して使用可能である。測定値検出器６は、例えば温度、圧力、湿気、液位または流量を検出するために利用することができる。例えば測定値検出器６をクロック供給によって動作させることができ、これによって測定変換器回路７の入力電流に全体的に作用することができる。このようなクロック供給による動作は、例えば磁気誘導式流量計において公知であり（米国特許第４７６６６７０号参照）、マイクロウェーブレーダを測定値検出器６としてクロック供給によって動作させることもできる。
【００３２】
測定変換器回路７を流れる電流Ｉ５がパルス状の特性を有する場合、電流調整器９は平滑化を行わなければならない。つまり電流Ｉ３のパルス状の特性、すなわち測定値を表す測定値および給電電流のパルス状の特性は不所望である。所要の平滑化の程度によって、動作に対して必要な、電流調整器９の両端における電圧降下、すなわち電圧Ｕ３と電圧Ｕ４との電圧差が決まる。
【００３３】
本発明の回路装置における問題は、２つの極端な場合を観察すると殊に顕著である。すなわちその１つは測定値が１００％から０％に急峻に変化する極端な場合であり、また別の１つは測定値が０％から１００％に急峻に変化する極端な場合である。これらの極端な場合と、いわゆる３．６ｍＡよりも小さいかまたは２１ｍＡよりも大きな電流Ｉ３によって特徴付けられる障害情報（Ausfallinformation）とは同等である。これについてはc/o Bayer AG, Gebaeude K9,51368 LevekusenのNAMUR-Geschaeftstelleによって販売されているNAMUR推奨NE43 "Vereinheitlichung des Signalpegels fuer die Ausfallinformation von Digitalen Messumformern mit analogem Ausgangsignal" Version: 18.01 1994, Erstausgabe: 18.01.1994を参照されたい。
【００３４】
測定値が１００％から０％に急峻に変化する第１の極端な場合に対して、図５の線図が示されており、この線図にはまず特性曲線ａおよびｄが示されており、さらに動作点１，２および３が書き込まれている。
【００３５】
動作点１から出発する。電流調整器９によって電流Ｉ３は急峻に変化することがある。しかしながらコンデンサ１６のために電圧Ｕ４は急峻に変化することはない。したがって動作点１から動作点２へのシフトする。
【００３６】
理想的なスイッチングレギュレータ８、すなわち損失電力のないスイッチングレギュレータ８を前提にすると、測定変換器回路７に供給される電力に対して（数式１２参照）：
Ｐ５＝Ｐ４＝Ｕ４・Ｉ４＝１７Ｖ・４ｍＡ＝６８ｍＷ
が得られる。
【００３７】
しかしながら所望されるのは動作点３である。そこではつぎの出力が供給されるはずである：
Ｐ５＝Ｐ４＝Ｕ４・Ｉ４＝２１．８Ｖ・４ｍＡ＝８７．２ｍＷ
電圧Ｕ５に対して、すなわち測定変換器回路７の入力側における電圧に等しい、スイッチングレギュレータ８の出力側における電圧に対して、例えば５Ｖの一定の値を仮定すると、電流Ｉ５に対する、先に計算した２つの電力でつぎが成立する：
Ｉ５＝Ｐ５＝Ｕ５＝６８ｍＷ：５Ｖ＝１３．６ｍＡ
ないしは、
Ｉ５＝Ｐ５＝Ｕ５＝８７．２ｍＷ：５Ｖ＝１７．４ｍＡ
ここで動作点２から動作点３に到達する。しかしながら電流Ｉ５の増加によってではない。この場合は電流Ｉ４が電流Ｉ３よりも直ちに大きくなり、コンデンサ１６から電荷が取り出されるはずである。これによってさらに電圧Ｕ４が低減されてしまい、したがって動作点２が不所望の方向、すなわち比較的小さなＵ４の方向にシフトしてしまうことになる。所望の動作点３がえられるのは、電流Ｉ５が減少する場合である。電流Ｉ４は直ちに電流Ｉ３よりも小さくなる。スイッチングレギュレータ８の入力側におけるコンデンサ１６が充電され、電圧Ｕ４が上昇するのである。
【００３８】
測定値が急峻に０％から１００％に変化する第２の極端な場合に対して、図６の線図が示されており、この線図では図５と同様に、特性曲線ａおよびｄが示されており、さらに動作点１，２および３が書き込まれている。
【００３９】
第１の極端な場合と同様に、この第２の極端な場合においても、電圧Ｕ４の急峻な変化、すなわちスイッチングレギュレータ８の入力側における電圧の急峻な変化は不可能である。ここでは電流調整器９は、１００％の測定値に達する電流Ｉ３を調整することはできない。それは電圧Ｕ４がＵ３に等しくなったとしても、すなわち電流調整器９において電圧降下が発生しないとしても、測定値評価部２は、接続部５を介して相応の電流を供給できないからである。したがって動作点２は、不可能な動作点である。
【００４０】
この第２の極端な場合に対処できるようにするためには、図２に示した第２電流調整器１７が必要であり、この電流調整器によって相応の電流Ｉ３、すなわちここでは２０ｍＡを調整可能である。つまり付加的な電流調整器１７によって動作点３が可能である。したがって電流調整器１７は必須ではなく、電圧Ｕ４を、測定値が変化するのと同じ変化速度で低減できない場合にだけ必要なのである。
【００４１】
マイクロコントローラ１８ないしはマイクロコントローラ１８によって実現される制御に対してつぎが成立する：
優先度の高い制御：
Ｉ３＝４ｍＡ＋Ｍ・１６ｍＡ
ここでＭは、測定値に対するファクタとして０〜１で変化する。
【００４２】
電圧Ｕ４が電圧Ｕ３に等しくなると、この制御は電流調整器９から電流調整器１７に受け継がれる。これはマクロコンローラ１８を介してまたは相応のハードウェアによって行われる。
【００４３】
優先度の低い制御：
Ｕ４＝Ｕ３−Ｕｒｅｓｅｒｖｅ；
電圧Ｕｒｅｓｅｒｖｅが大きすぎると電流Ｉ５は低減し、電圧Ｕｒｅｓｅｒｖｅが小さすぎると電流Ｉ５は増大する。
【００４４】
本発明の回路装置を、直流電圧源として実施された、測定評価回路部２の電圧源１０に関連して（ここでは測定および給電電流Ｉ３が直流である）説明したことに注意されたい。しかしながら本発明の原理は、電圧源として交流電圧源を使用し、したがって測定および給電電流Ｉ３が交流電流である実施形態にも簡単に適用することができる。
【００４５】
最後に明らかにしておきたいのは、先に図３〜６に関連して説明したことは、本発明に所属する、ないしは本発明の実質であることである。請求項がこのことを部分的に含んでいるかまたは含んでいない限り、請求項を相応に補足することを留保する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の回路装置の第１実施例を示す図である。
【図２】  本発明の回路装置の第２実施例を示す図である。
【図３】  本発明を説明する線図である。
【図４】  本発明を説明する別の線図である。
【図５】  本発明を説明する別の線図である。
【図６】  本発明を説明する別の線図である。
【図１】
0004541615.tif 000002
【図２】
0004541615.tif 000003
【図３】
0004541615.tif 000004
【図４】
0004541615.tif 000005
【図５】
0004541615.tif 000006
【図６】
0004541615.tif 000007